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1、开放式无站自由流收费试点建设方案目录1 概述31.1 背景31.2 无站自由流收费系统需求31.3 ”云-管-边-端”系统架构需求41.4 云收费和云稽查需求41.5 车道工控机虚拟化需求42 准自由流收费系统总体方案52.1 技术路线52.2 收费方式53 收费站业务系统63.1 收费系统73.1.1 车道布局73.1.2 ETC收费系统103.1.3 混合车道收费系统113.1.4 自动卡机收费系统123.2 收费站运维监测系统133.2.1 设备监测133.2.2 收费数据监测133.2.3 网络监测133.3 广场稽核系统133.3.1 入口广场稽核143.3.2 出口广场稽核144
2、ETC一体化收费系统154.1 匝道ETC预收费服务154.1.1 基本功能154.1.2 门架收费流程154.2 ETC收费车道服务164.2.1 基本功能164.2.2 虚拟界面设计174.2.3 ETC入口车道流程184.2.4 ETC出口车道流程194.3 外设控制服务224.4 车道布局224.4.1 车道系统构成224.4.2 ETC车道布局设计234.4.3 匝道ETC门架布设原则231.l背景为适应“交通强省”的发展需求，指导推进准自由流收费系统建设要求，基于主线撤站后新收费管理形势，新技术发展趋势，本项目设计完成开放式自由流收费系统的总体方案。1.2 无站自由流收费系统需求全
3、国一张网的运营转变对收费站广场布局、收费系统架构、收费管理模式提出了新的要求，目前传统的收费系统建设方案已经不能满足高速公路运营管理的发展需求，建议开展准自由流收费的收费技术和收费模式的研究和应用，满足下一代收费系统的应用场景需求。自由流收费是指在无物理收费站模式下，采用电子收费技术自动完成对多条车道上自由行驶车辆完成收取通行费的方式。现阶段我国高速公路采用封闭式收费管理模式，不具备实施自由流收费的前提。因此开展准自由流收费，通过“匝道自由流收费+收费站车道联动”的方式，将ETe自由流收费提前到匝道进行，相当于预设一条自由流ETC交易车道。当ETC用户成为绝对主流、高速公路去现金化收费基本实现
4、，用户信用支付体系完善后，仅需拆除物理收费站，即可实现完全ETC自由流。准自由流收费模式由ETC车辆匝道自由流收费、收费站出口车道验证两个步骤实现。收费站匝道处以龙门架方式部署ETC设备，对经过匝道的ETC车辆提前交易。收费广场的ETC和MTC车道只需要进行交易车辆名单核对和补充二次冗余交易（一次交易未成功前提下）即可快速完成车辆收费。该模式在无法增扩建ETC车道的情况下，不仅能够提升广场ETC车道的通行能力，还能大大缩减MTC处理ETC用户的时间，从而从整体上提升整个收费广场的通行效率。1.3 云管-边一端”系统架构需求准自由流收费模式下，收费站、匝道门架、车道之间需要在最短的响应时间内完成
5、数据交换和数据共享。流量越大，对系统的实时性要求更高。现有模式下收费站、匝道门架、车道系统彼此独立的系统架构不再适用自由流收费场景。新一代收费系统运用云平台、物联网、边缘计算等前沿技术，结合路网的管理需求和发展形势，设计基于“云-管-边-端”的新一代收费站收费系统。“云”是指现有的联网中心云平台，云平台负责路网内数据的存储和大数据应用分析，包括收费管理业务、云计费和云稽查等业务功能。“管”则是指有线/无线通讯方式，“边”是指收费站系统。新一代的收费系统架构中，仅用一套“边”系统实现传统收费站系统中站级系统、车道收费系统和ETC门架系统的所有功能，并对系统中的多源数据进行融合和边缘计算。“端”是
6、指车道和预收费门架前端的各类设备，主要包括门架天线、门架牌识、车道天线、车道牌识、自动栏杆机以及显示屏等。基于“云-管-边-端”的新一代收费站收费系统将实现ETC门架、ETC车道、MTC车道业务的全融合，以收费数据线上化运营，智能化、精准化、人性化的收费服务为设计目标，对收费模式和收费技术进行重构，将架构与业务融合，满足扁平化收费系统的要求。1.4 云收费和云稽查需求云收费和云稽查系统包括前后收费广场的门架、出入口车道智能设备和后台的云平台，通过前端智能设备，加强车道通行和容错能力；后端充分发挥路网大数据平台作用，通过云端路径拟合准确计费和自动挖掘异常数据、自动生成证据链、自动下发审核，解决人
7、工稽核效率低等问题。1.5 车道工控机虚拟化需求采用“云+边+端”系统架构的收费系统，车道和匝道ETC门架系统的外围设备辅以收费云架构的云边交互，与收费站系统协同工作。系统可将原本分布在多个设备上的系统集成部署在一台机器，通过后台虚拟化集中式控制的方式，经过配置管理后虚拟运行多条虚拟车道软件与门架系统软件，负责所有过往车辆的通行与设备的控制。车道设备接入收费站网络系统，中间没有其他转换或传输设备，站级系统直接对设备进行集中管理与自动分配资源。从建设角度出发，减少硬件设备的投入和施工成本，从功能角度出发，改变收费站原有的被动单一的收费模式，收费站系统实现稽查以及值机等多业务与数据融合，有利用深化
8、边缘计算，发展大数据云平台，增加数据赋能。2准自由流收费系统总体方案2.1 技术路线总体技术路线如下：(1)新一代收费系统架构为“云平台-站级边缘云-车道节点”的架构。采用松耦合，收费业务服务化，“收费”与“控制”隔离，形成一个可扩展的交易服务和通用统一化的控制服务。(2)前端轻量化，ETC车道取消工控机，实现ETC车道收费站边缘云交易。MTC车道保留工控机，提供离线收费功能。车道外设全部一体化、IP化，通过统一协议控制和管理，实现软件定义设备。(3)匝道ETC门架对通行的ETC车辆完成通行费收费。(4)收费站将ETC门架、收费车道与稽查门架与收费站业务整合，综合应用稽查功能。站级业务全部通过
9、PC工作站以B/S架构或者远程云平台虚拟工作站进行日常管理。2.2 收费方式准自由流收费模式：”匝道门架预收费+出口验证”。本方案整体思路为：在收费站匝道以龙门架方式部署ETC设备，将ETC收费提前到匝道进行，相当于预设一条无隙碍ETC交易车道。对经过匝道的ETC车辆提前交易，收费广场的ETC和MTC车道只需要进行交易车辆名单核对和补充交易，即可快速完成车辆收费。(1)收费站匝道汇流处设置预收费ETC门架，对自由流通行的ETC车辆进行通行费计费和扣费，并将实时车辆信息、交易数据保存。(2)ETC车道对ETC车辆进行交易状态验证，己缴费成功的直接放行，缴费失败或未缴费的ETC车辆进行扣款后放行。
10、(3)ETCMTC混合出口车道支持现金、ETC卡、手机移动支付等多种支付方式供用户选择。其中ETC车辆进行交易状态验证，己缴费成功的直接放行，缴费失败或未缴费的ETC车辆进行扣款后放行。(4)自助缴费车道支持ETC卡、手机移动支付等多种支付方式供用户选择。其中ETC车辆进行交易状态验证，己缴费成功的直接放行，缴费失败或未缴费的ETC车辆进行扣款后放行。(5)手持终端实现异常交易ETC车辆或特殊情况下的收费，支持ETC、手机移动支付等支付方式。(6)车辆驶出收费站，收费广场的稽查ETC门架采集到通行的车辆信息和车辆牌识信息，在站级的数据中心进行“边缘计算十大数据分析”，实现实时稽查和事后核查，对
11、车辆进行识别和预警。3收费站业务系统边缘计算云平台就是采用“边+端”系统架构的收费站边缘计算平台，通过结合省中心云平台的各类接口服务和微服务协同工作。边缘计算云平台实际是通过站级虚拟化服务和物联网协议，将原本分布在多个服务器上的收费系统集成部署在一台云服务器上，通过集中式控制方式和配置管理，虚拟运行多个虚拟车道收费系统与门架系统，实现车辆的交易和验证放行，以及对与收费相关所有机电设备进行控制和数据融合。收费站边缘计算云平台就是采用“边+端”系统架构的收费站边缘计算平台，结合中心云平台协同工作。边缘计算云平台实际是通过站级虚拟化服务和物联网协议，实现ETC车辆的预收费和验证放行、MTC混合车道的
12、人机交互，以及机电设备的管控、状态名单管理、车道和门架数据融合、交易授权管理等。将原本分布在多个服务器上的收费系统集成部署在一台云服务器上，通过集中式控制方式和配置管理，虚拟运行多个虚拟车道收费系统与门架系统,实现车辆的预收费和验证放行，以及对与收费相关所有机电设备进行控制和数据融合。系统结构图如下:省中心平台手持机系统交易支撑服务.收费站边缘云EMTC系统卡机系统S外场设备ETc虚拟花系统路公司管理平台3.1 收费系统3.1.1 车道布局3.1.1.1 收费车道土建方案收费车道数根据收费新政策，对初步设计给出的宝应南收费站收费车道数重新进行计算，确定施工图收费车道数为4入4出。宝应南收费广场
13、效果图收费车道宽度对收费车道宽度进行调整，入口车道1至入口车道4的车道宽度分别为3.5m、3.5m、3.2m、4.5m,出口车道1至入口车道4的车道宽度分别为4.2m、35m、32m、411)o收费岛宽度调整部分收费岛宽度，入口车道2和出口车道2对应的收费岛宽为1.5m,其余收费岛宽度均为2.2m。3.1.1.2收费车道布局入口车道1为ETC专用入口车道，安装收费亭；入口车道2为ETC专用入M车道；入口车道3为计重混合车道，安装自动发卡机；入口车道4为计重混合车道，安装收费亭。出口车道1、2为ETe专用出口车道；出口车道3为计重混合车道，安装自动收卡机；出口车道4为计重绿优混合车道，安装收费亭
14、。混合车道+入口拒超计重比CU曰丁一，u_二X：混合车道(无人自助车道)+自动发卡+入口拒超计重U一一i.F%0.ETC专用入口DX.Hi第一3ETC专用入口Paad样I二;ETC专用出口SORI；1.1.1 3:1Oa,口一一第混客抚人自助车道)+自动收卡百耐遍r遁一：1.IC屈F混合车道+印重病检11宝应南收费广场平面布置图3.1.1.21入口车道混合车道(入口)收费岛上设备：雾灯、入口拒超摄像机、手动栏杆机、车道车牌识别一体机、自动栏杆机、信息显示屏。另：(1)在入口车道4对应收费岛上安装单向收费亭；(2)在入口车道3对应收费岛上安装自助发卡机；(3)在入口车道3、4均安装入口拒超轴组称
15、，对应收费岛上安装相应的光栅、称重设备控制箱。门架安装：岛尾安装ETC门架，横跨入口车道3、4,门架上对应安装两套ErC天线。ETC专用车道(入口)收费岛上设备：雾灯、手动栏杆机、车道车牌识别一体机、自动栏杆机、信息显示屏。另：(1)在入口车道1对应收费岛上安装双向收费亭。门架安装：岛头安装ETC门架，横跨入口车道1、2,门架上对应安装两套ErC天线。1.1.2 1.1.2.2出口车道岛头安装ETC门架，横跨出口车道1、2、3、4,门架上对应安装四套ETC天线。混合车道(出口)收费岛上设备：雾灯、出口抽检摄像机、手动栏杆机、车道车牌识别一体机、自动栏杆机、信息显示屏。另：(1)在出口车道4对应收费岛上安装单向收费亭；(2)在出口车道3对应收费岛上安装自助收卡机；(3)在出口车道3、4均安装出口抽检轴组称，对应收费岛上安装相应的光栅、称重设备控制箱。门架安装：ETC天线。大棚吊装：在出口车道4岛尾吊装一套ETC天线。ETC专用车道(出口)收费岛上设备：雾灯、手动栏杆机、车道车牌
